v锥流量计的优点
v锥流量计是从2000年左右才在国内出现的流量计。其工作原理和孔板流量计相同。介质通过v锥时，由于阻流件v锥的存在，使得流体的流过面积发生变化，流速发生变化，根据伯努利方程，流速变化引起了压力的变化，该压力的变化与流速之间有一定的关系。通过测量该压力差达到测量流量的目的。虽然与孔板原理一样，但是zui本质的区别在于孔板为中心收缩型节流装置，而v锥为边壁收缩型节流装置。
1 网格划分和边界条件
在模拟过程中，v锥流量计的计算域简化为具有圆形进出口边界的轴对称二维几何模型，坐标原点设在v锥体的前端尖嘴处，如图1所示。图1给出了管道和v锥体的二维计算域及其网格的示意图。为了模拟实际流动状况，利用gambit软件生成了结构化网格14-62。由于v锥体附近流场变化剧烈，因此，对其周围的网格进行了局部加密处理。各求解变量收敛残差值设置为1@10-3。入口边界设置为沿管道轴向均匀速度入口，其他方向速度均为0。出口边界设置为压力出口，压力出口处的表压为0。管道和v锥体均设置为固体，壁面处无滑移。
图1 v椎体流场的计算域及其网格
2 控制方程和计算参数
流体流动的数学模型包括质量守恒方程和动量守恒方程。湍流模型为rngk-e两方程模型17~82。
雷诺平均方程组为
为使以上方程组封闭，引入雷诺应力公式：
式中 l）））流体动力粘度；
lt）））流体湍动粘度；
dij）））kroneck符号；
k）））湍流脉动动能。
rngk-e方程组为
式中 gk）））湍流动能生成项；
gb）））湍流动能生成项；
e）））流体脉动动能的耗散率；
ym）））湍流动能耗散项；
sk，se）））自定义源项。
有效粘度公式为
式中
当雷诺数较大时，式（5）化为
（7）
re项的计算式为
（8）
式中 g=sk/e。
通过试算比较，各式中的计算参数取值分别为c1e=1142，c2e=1168，cl=010845，ak=aeu11393，cvu100，g0=4138，b=01012。
一、气体测量的基本方法和情况
1.气体测量的基本方法
目前使用2种对煤层气的计量方法并且已获得认可。一种是单井测量法（图12a），它带有小的仪表外壳（防冻箱）；另一种是多股气流的计量系统（图12b），它具有较大的豆荚式计量系统室和多个计量管道。
2.气体测量的基本情况
采用口径为2in3和3in的流量计，v锥或孔板（由多个孔板组成的豆荚式计量系统）；被测的体积流量：250～1000mscf/（d•井）；通常要求的准确度：±1.5%，重复性：±0.1%；气井的生产寿命通常为5～10a（从启动、投运开始计算）。
图1　2种计量方法的测量装置图（劳伦斯，2000）
二、配管的新概念和压力降
对于相当低的井口气体压力，例如只有34.475kpa，决定性的一条是要使压力降和差压式流量计所产生的差压尽可能地达到zui小值。由于由系统中的摩擦阻力和差压损失所造成的对流量计和管线的固有约束，在获得*生产中有一个的平衡点。
目前的解决方案是采用一种所谓依次逐步递增管径的配管方法，以便获得zui大的生产量，同时此方案还有助于防止井之间交叉影响或者通常因某个单向阀有故障造成气体反注到附近的气井中。采用v锥流量计的优点是它的压损小，即压力恢复较高，在相同的差压下，v锥的压力恢复比典型的孔板节流装置要高出20%，还有v锥流量计能在小差压下工作，并获得很好的准确度。
在怀俄明州在多个井上，在相似的地质条件下曾作过一系列的试验。通过试验发现：在相同的地质区域内，单个的井口计量系统会比采用多孔板的豆荚式计量系统生产出更多的气体。在一些情况下高出15%～20%。
三、v锥流量计的测量原理
v锥体能重新分布v锥流量计环形喉部两端的速度剖面。如图2所示，v锥流量计的主要组成部分是在一个带压管道（封闭管道的精密测量管）内的中心轴线上同轴安装的平截头圆锥体形的差压发生器（即产生差压的v锥体）和在其下游的另一个平截头圆锥体（即负责压力恢复的下游v锥体）。
长期以来，孔板流量计由于其技术成熟、标准化程度高、结构简单、维护方便等特点而被广泛地应用。在海洋石油工程中也常常会用到孔板流量计。以采油平台的测试分离器气体出口测量为例，由于该介质为气体，一般压力较高，介质成分较复杂，流量范围随着年份变化较大等特点，决定了该场合应用孔板流量计zui为合适。尤其近年出现的可更换孔板更是解决了原有孔板流量计的低量程比的缺点而被广泛地应用。但是可更换的孔板价格昂贵，一般至少为同管径孔板流量计价格的5倍以上。那么有没有更好的产品来代替它，笔者认为v锥流量计就是代替它的产品。